第5章 液壓控制元

1、第5章 液壓控制元件,5.1,5.2,5.4,液壓控制閥概述,方向控制閥,壓力控制閥,新型控制閥,流量控制閥,5.3,5.5,5.1液壓控制閥概述,5.1.1 液壓控制閥的分類 1.按用途分 （1）方向控制閥； （2）壓力控制閥 ； （3）流量控制閥。 2.按安裝連接形式分 （1）管式連接 ；（2）板式連接；（3）疊加式連接 （4）插裝式連接 3．按工作壓力等級分

2、 （1）低壓閥；（2）中壓閥；（3）高壓閥,返回,,4.按控制原理分 （1）開關(guān)閥；（2）比例閥；（3）伺服閥；（4）數(shù)字閥。 5.1.2 控制閥的結(jié)構(gòu)特點及對閥的基本要求 1.結(jié)構(gòu)特點 所有控制閥在結(jié)構(gòu)上都是由閥體、閥芯和操縱機構(gòu)三大部分組成。 操縱機構(gòu)可以是手動、機動、電動、液動、電液等多種形式 。,返回,,2.對控制閥的基本要求： （1）動作靈敏，

3、工作平穩(wěn)可靠，噪聲盡可能小。 （2）一般情況下液流流經(jīng)閥時的阻力損失要小。 （3）密封性要好,內(nèi)泄漏量要小，無外泄漏。 （4）結(jié)構(gòu)要簡單緊湊，安裝、維護、調(diào)整方便、通用性大，壽命長。,返回,5.2 方向控制閥,5.2.1 單向閥 1.普通單向閥 控制油液只能朝一個方向流動反向截止。 主要結(jié)構(gòu)：閥體1、閥芯2、彈簧3。,返回,返回,,2.液控單向閥

4、一般情況下相當于普通單向閥，必要時可反向?qū)?。 主要結(jié)構(gòu)：控制活塞1、頂桿2、閥芯3。,返回,,5.2.2 換向閥 1．換向閥分類,返回,,2.滑閥工作原理及圖形符號 （1）原理 滑閥的工作原理如圖5-3所示 。,返回,返回,,（2）圖形符號 一個完整的換向閥圖形符號包括工作位置數(shù)、通路數(shù)、各位置上油口連通關(guān)系、操縱方式、復(fù)位方式和定位方式等。 換向閥圖形符號的含義如下：

5、 ①用方框表示閥的工作位置。 ②方框內(nèi)的箭頭表示在這一位置上油路處于接通狀態(tài)。 ③框內(nèi)符號“┰”或“┴”表示此油路不通。 ④一個方框的外部連接幾個接口，就表示幾“通”。 ⑤字母P、T（或O）、A和B、 L的含義分別為： 進油口，回油口，工作油口，泄漏油口。,返回,,3.滑閥的中位機能 中位機能是指閥芯處于中間（常態(tài)）位置時各油口間的連通情況，或稱滑閥機能。 三位換向閥常見的滑閥中位機能見表5-3

6、。 O型 油口全封P、A、B、T互不通。 H型 油口全通P、A、B、T互通。 Y型 油口A、B、T互通，P口閉鎖。 J型 油口B、T互通，P、A閉鎖。 C型 油口A、P互通， B、T閉鎖。 P型 油口P、A、B互通，T口閉鎖。 X型 油口PA與BT半開啟連通。 K型 油口P、A

7、、T互通，B口閉鎖。 M型 油口P、T互通，A 、B口閉鎖。,返回,,4.幾種常見的換向閥 （1）手動換向閥 主要結(jié)構(gòu)包括：手柄 1 閥體2、 閥芯3和 復(fù)位彈簧4。,返回,,手動換向閥結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，但只適用于間歇動作和要求人力控制的場合。 （2）機動換向閥（行程閥 ）主要結(jié)構(gòu)包括： 滾輪 1、 閥芯 2、 彈簧3。,返回,,機動換向閥結(jié)構(gòu)簡單，動作

8、可靠，換向位置精度高，改變控制機構(gòu)（擋塊或凸輪）外形，可以使閥芯有不同的換位速度，以減小換向沖擊。 （3）電磁換向閥 圖5-6為二位三通電磁換向閥,返回,,圖5-7所示為三位四通電磁換向閥 電磁換向閥操作方便，便于布置和提高設(shè)備的自動化程度，但由于受到電磁鐵尺寸和推力的限制，只適用于小流量的場合。,返回,,（4）液動換向閥 圖5-8為液動換向閥結(jié)構(gòu)圖

9、 液動換向閥結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、平穩(wěn)，換向速度易于控制，由于液壓驅(qū)動力大，可用于大流量的液壓系統(tǒng)中。,返回,,（5）電液換向閥 圖5-9為三位四通電液換向閥的結(jié)構(gòu)圖，由電磁閥和液動換向閥兩部分組成。 電磁閥是先導(dǎo)閥，液動換向閥是主閥。通過先導(dǎo)閥改變控制油路的液流方向，從而控制主閥動作方向，實現(xiàn)其換向要求。 這樣，可用較小的電磁換向閥來控制較大流量的液動換向閥的換向。所以，電液換向閥特別適用

10、于高壓大流量以及換向精度要求較高的液壓系統(tǒng)中。,返回,返回,,5.2.3 方向控制閥的選用 方向控制閥的型號、規(guī)格、種類繁多，選用時可根據(jù)液壓系統(tǒng)的最大工作壓力、流量、控制方式、液壓系統(tǒng)的自動化程度、經(jīng)濟效果以及各種方向控制閥的特點來選用。 例如：對于沒有自動化要求，但要求使用安全，可靠時，可選用手動換向閥 ；對要求動作迅速、操作方便、遠距離控制、自動化程度較高時，可選用機動換向閥或電磁換向閥。

11、,返回,5.3壓力控制閥,5.3.1 溢流閥 1.直動式溢流閥主要結(jié)構(gòu)：調(diào)壓螺帽 調(diào)壓彈簧 閥芯 閥體 工作原理：如圖這種閥結(jié)構(gòu)簡單，動作響應(yīng)塊，一般調(diào)整壓力小于25MPa，不適于高壓大流量場合。,返回,,2.先導(dǎo)式溢流閥 這種閥的結(jié)構(gòu)分兩部分，左邊是主閥（溢流）部分，右邊是先導(dǎo)閥（調(diào)壓）部分。 工作原理：如圖5-11所示。 性能特點：由

12、于主閥的平衡彈簧只用于主閥芯的復(fù)位，彈簧剛度小（進口油壓與調(diào)壓彈簧作用于先導(dǎo)閥前后，彈簧剛度大）。溢流口變化時平衡彈簧預(yù)緊力變化較小，故進油口壓力受溢流量變化的影響較小其壓力流量特性優(yōu)于直動式溢流閥。 廣泛應(yīng)用于高壓，大流量和調(diào)壓精度要求較高的場合。額定壓力一般為6.3MPa。,返回,返回,返回,5.3.2 順序閥 （1）直動式順序閥 主要結(jié)構(gòu)：螺堵1下閥蓋2、控制活塞3閥體4 閥芯5 彈簧6

13、 工作原理： 圖5-12所示。液控順序閥 、卸荷閥 的演變。最高工作壓力達14MPa，其最高控制壓力可達7MPa。,返回,,（2）先導(dǎo)式順序閥 先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu)原理與先導(dǎo)式溢流閥類似 。圖5-13所示為先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號。 順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一工作支路（溢流閥出口接油箱），由于它的進、出油口均為壓力油，所以它的泄油口L必須單獨外接油箱

14、否則將無法工作。 順序閥彈簧的調(diào)定壓力應(yīng)高于前一執(zhí)行元件所需壓力，但應(yīng)低于系統(tǒng)溢流閥的調(diào)定壓力。,返回,,5.3.3 減壓閥 1.減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 圖5-14是一種常用的先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)原理圖。它也分為兩部分，先導(dǎo)閥和主閥。由先導(dǎo)閥調(diào)壓，主閥減壓。 工作原理：減壓閥的主閥閥口為常開，且其開度可以隨所控壓力的變化在一定范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)，使得出口壓力基本保持

15、恒定，因此，稱它為定值減壓閥 。調(diào)節(jié)過程： 先導(dǎo)式減壓閥外控口K，可以實現(xiàn)二級減壓。 減壓閥的最高調(diào)定壓力應(yīng)比系統(tǒng)最高調(diào)定壓力低一定的數(shù)值。中壓系統(tǒng)約低0.5MPa，中高壓系統(tǒng)約低lMPa。,返回,返回,,5.3.4 壓力繼電器 1.壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理,返回,,2.壓力繼電器的應(yīng)用 （1）用于安全保護 如圖5-16（a）

16、 （2）用于控制順序動作 如圖5-16（b） （3）用于液壓泵的啟閉 如圖5-16（c） （4）用于液壓泵卸荷 如圖5-16（d）,返回,返回,5.4 流量控制閥,5.4.1 流量控制閥的節(jié)流特性 1.節(jié)流口的結(jié)構(gòu)形式 任何一個流量控制閥，都有一個節(jié)流部分， 稱為節(jié)流口。改變節(jié)流口的通流面積就可以改變通過節(jié)流閥的流量。圖5-17所示為節(jié)流口的幾 種結(jié)構(gòu)形式

17、。 圖5-17（a）為針閥式節(jié)流口 圖5-17（b）為偏心式節(jié)流口。 圖5-17（c）為軸向三角槽式節(jié)流口 圖5-17（d）為周向縫隙式節(jié)流口。 圖5-17（e）為軸向縫隙式節(jié)流口。,返回,,2.節(jié)流口流量特性公式及其特性分析 這個方程說明通過節(jié)流口的流量與節(jié)流口截面積，以及節(jié)流口進、出口壓力差的次方成正比。 （1）壓差對流量的影響

18、 見圖5-18。 （2）溫度對流量的影響 （3）節(jié)流口阻塞及最小穩(wěn)定流量 當節(jié)流口小到一定程度時，節(jié)流口會被附著層全部堵塞而造成斷流,這種現(xiàn)象稱為節(jié)流口堵塞。 最小穩(wěn)定流量（指不斷流，且流量變化率不大于10%）是節(jié)流閥的一項重要性能。,,返回,,5.4.2 節(jié)流閥 圖5-19所示為普通節(jié)流閥，只適用于負載和溫度變化不大或速度穩(wěn)定性要求不高的場合。,返回,,5.4

19、.3 調(diào)速閥 1.調(diào)速閥的工作原理 結(jié)構(gòu)組成：定差減壓閥1，節(jié)流閥2,返回,,2.調(diào)速閥的流量特性和最小壓差 圖5-21所示為調(diào)速閥與節(jié)流閥的特性曲線， 當調(diào)速閥壓力差很小時，Δp小于a點前的數(shù)值，減壓閥閥芯被彈簧壓向左端，閥口全部打開，減壓閥不起作用，這時調(diào)速閥的特性就和節(jié)流閥相同。所以調(diào)速閥正常工作時，最小應(yīng)保證有0.4～0.5MPa的壓力差。 3.溫度補

20、償調(diào)速閥的工作原理,返回,5.5新型控制閥,5.5.1 電液比例閥 1.電液比例閥的功用及特點 它是將輸入的電信號連續(xù)地、按比例地控制液壓系統(tǒng)中的流量、壓力和方向的控制閥，是介于普通閥和伺服閥之間的一種液壓控制閥。 大多數(shù)比例閥具有類似普通液壓閥的結(jié)構(gòu)特征。它與普通液壓閥的主要區(qū)別在于，其閥芯的運動是采用比例電磁鐵控制，使輸出的壓力或流量與輸入的電流成正比。所以可用改變輸入電信號

21、的方法對壓力、流量進行連續(xù)控制。,返回,,2.電液比例溢流閥 如圖5-23所示，它由直流比例電磁鐵和先導(dǎo)型溢流閥組成。 若與普通壓力閥組合，可組成先導(dǎo)型比例溢流閥、比例減壓閥和比例順序閥等,返回,電液比例閥應(yīng)用實例,返回,3.電液比例換向閥 圖5-25所示為電液比例換向閥的結(jié)構(gòu)原理,返回,,4.電液比例流量閥 圖5-26是比例調(diào)速閥的工作原理圖,返回,,圖5-27所示

22、為電液比例調(diào)速閥的一個應(yīng)用實例,返回,,5.5.2 插裝閥 1.基本結(jié)構(gòu)和工作原理,返回,,2.插裝閥的應(yīng)用實例 （1）用于換向回路,返回,,（2）用于調(diào)壓回路,返回,,（3）用于調(diào)速回路,返回,,5.5.3 數(shù)字閥控制閥簡介 數(shù)字閥是用數(shù)字信息直接控制的液壓閥 ，可直接與計算機對接，不需要數(shù)／模轉(zhuǎn)換器，故可用于用計算機實現(xiàn)實時控制的電液系統(tǒng)中。,返回,小 結(jié),本章主要介紹液壓系統(tǒng)的各

23、種控制閥的結(jié)構(gòu)和工作原理，通過學(xué)習(xí)要求達到如下目的： (1) 掌握各種控制閥的主要結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點以及使用場合。 (2) 熟悉各種閥的職能符號。 (3) 明確各種控制閥之間的區(qū)別與聯(lián)系。 本章學(xué)習(xí)的重點是液壓控制閥的工作原理。由于閥的種類很多，原理不盡相同，初學(xué)者可能會感到有些困難，但如果我們把它們分類來理解，問題就簡單多了。 從本質(zhì)上講，方向控制閥都是利用閥芯與閥體相對位

24、置的改變來實現(xiàn)閥內(nèi)部油路的接通或斷開，從而滿足液壓,返回,,系統(tǒng)中各種換向功能要求的；壓力控制閥都是利用主閥芯上液壓力與彈簧力相互作用來改變其工作位置（開度），再利用油液流徑小孔和縫隙產(chǎn)生壓力降從而滿足液壓系統(tǒng)中各種壓力調(diào)控功能要求的。流量控制閥都是利用閥內(nèi)節(jié)流口開口大小的調(diào)節(jié)來改變通過閥內(nèi)的流量，從而滿足液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件的速度調(diào)控功能要求的。 掌握各種液壓元件，尤其是控制閥的性能及其職能符號是分析液壓基本回路的重要前提